铣刀
出处:按学科分类—工业技术 轻工业出版社《工模具材料应用手册》第117页(1588字)
小而形状复杂的铣刀,常用高速钢制造。这类铣刀上的切削齿通常有螺旋形切削刃和径向和(或)纵向的容屑槽以及不规则的轮廓,这一类刀具的切削刃,虽然形状都比较复杂,但可以很容易地用退火的整体高速钢经机械加工成形后,热处理到要求的硬度,再磨削到要求的尺寸。
大多数铣刀是因逐渐磨损而引起失效,并非突然损坏的,因此高速钢在高温下的耐磨性是很重要的。除因工作条件恶劣或工件的组织和硬度不均匀外,高速钢铣刀一般是不会产生断裂的。
特殊条件下操作和应用的铣刀,是用高速钢以外的其他材料制造。大批量生产用的大型和形状简单的铣刀是用高速钢刀片和低廉的合金钢刀体组成的。这一类型刀具有高速钢刀片,并刀片被夹固在刀体上并形成切削刃。当需要时,刀片可以拆旧换新。刀片形状和夹紧要求使所有铣刀设计成直切削刃和适合于夹紧机构的尺寸。端铣刀、侧铣刀、大的扩孔钻和纵向进给刀具都适合于这种设计。
由于硬质合金成本高昂,所以硬质合金铣刀主要采用铜焊刀片或镶嵌刀片结构。因为加工困难,所以不适于作复杂形状的刀具。然而通过对各种尺寸的硬质合金刀片的交错搭接,可以设计成多种形状的铣刀。像立铣刀和槽铣刀等小直径刀具往往用整体硬质合金制造,并保持和高速钢同类的刀具一样复杂的轮廓。然而在这类铣刀中,刀具挠曲是一个主要问题,另外小直径硬质合金刀具也容易折断。
把整体的硬质合金刀片夹紧到合金钢刀体上的结构,正在广泛应用于具有高生产率的端铣刀和套式铣刀上。在可换位刀片铣刀中这类刀具是无可比拟的,因为同一个刀片可以转换二个或更多个位置,而不影响铣刀的同心度或铣削外形的形状。因此,不用重磨就得到新的切削刃。市场所提供的刀片的尺寸和外形以及夹紧机构或多或少地限制了铣刀的全部设计。但是许多巧妙的设计型式有效的扩大这类刀具的应用。
各种复合碳化物硬质合金铣刀,用于钢的一般用途铣削。含6%钴的碳化钨硬质合金铣刀,可有效地对铸铁、各种黄铜、铝合金和合成纤维等其它材料进行铣削,并且也可很好地铣削300系列不锈钢。
用M1,M2,M7和M10制造的工具钢铣刀,在铣削普通碳钢和低合金钢,铸铁及有色金属合金时,工件硬常不超过HRC30。虽然有的工厂用T1钢铣刀,有好的性能,但原始成本较高。
高钒的M3、M4高速钢铣刀性能优良,适于铣削HRC30~35的中等硬度的工件。当硬度超过HRC35时,刀具寿命迅速下降。推荐用含钴的M42和T15钢铣刀铣削硬度从HRC35~45的钢件。高速钢中的钴,可提高在高温下的抗软化能力,可明显地增加允许的切削速度。当工件的硬度超过HRC45时,应用硬质合金刀具,而不用高速钢刀具。硬质合金铣刀,可以在比高速钢高2~5倍的允许的切削速度下使用。
含镍和钴的高温合金是极难加工的材料,可用钴高速钢刀具,在低速和大进刀量的情况下切削,有最好的效果。一般不推荐应用硬质合金刀具,因为容易崩刃。
选择铣刀材料时,还需考虑机床的刚性、马力和刃磨的效率。当使用硬质合金铣刀时,加工系统的刚性是特别重要的。铣床的松动可导致振动,引起崩刃甚至铣刀断裂,缩短刀具寿命。用硬质合金铣刀代替高速钢铣刀以增加切削速度,但是,这只有在所需要的功率能够满足时才是可行的。此外,磨削硬质合金要比磨削高速钢困难的多,而且需要金钢石砂轮和受过训练的磨工。